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从芳纶在超音速汽爆中被破坏谈起

发布时间:2014-11-18 09:32:24 浏览次数:1853



 1、芳纶的性质及应用


    芳纶1313最早由美国杜邦公司研制成功并实现工业化生产,产品注册为Nomex(诺美克斯)。


    聚间苯二甲酰间苯二胺纤维;芳纶1313;polyisophthaloyl metaphenylene diamine fibre;Fanglun 1313;Nomex


结构式:

   结构式

  

密度:1.33~1.36g/cm3.


    用途:一种聚酰胺纤维。主要用于防原子能辐射、高空高速飞行材?#31995;?#26041;面。也可用于特殊要求的轮胎窗子线。主要用于制防辐射衣料、航天衣料,也用于制耐高温衣料、蜂窝制件、高温线管、飞机油箱、防火墙、反渗透膜或中空纤维等。


    制备或来源:由间苯二胺与间苯二甲酰氯缩聚后经溶液纺丝而成。


    备注:断裂强度0.4~0.53牛/特,伸长率30~50%,回潮率6.5%。耐酸、碱、霉、老化。其摩擦性、抗腐蚀性最好,强度和弹性也好。缺点是耐旋旋光性差。


    这是一种柔软洁白、纤细蓬松、富有光泽的纤维,外观与普通化纤并无区别,却集众长于一身,拥有超乎寻常的特殊功能。


一、持久的热稳定性


    芳纶1313最突出的特点就是耐高温性能好,可在220℃高下长期使用而不老化,其电气性能与机械性能可保持10年之久,而?#39029;?#23544;稳定性极佳,在250℃左右的热收缩?#24335;?#20026;1%,短时间暴露于300℃高中也不会收缩、脆化、软化或者融熔,在超过370℃的强下才开始分解,400℃左右开始碳化——如此高的热稳定性在目前有机耐纤维中是绝无仅有的。


二、骄人的阻燃性


    材料在空气中燃烧所需氧气体积的百分比叫做极限氧指数,极限氧指数越大,其阻燃性能就越好。通常空气中氧气含量为21%,而芳纶1313的极限氧指数大于28%,属于难燃纤维,所以不会在空气中燃烧,也不助燃,具有自熄性。这种源于本身分子结构的固有特性使芳纶1313永久阻燃,因此有?#33018;?#28779;纤维”之美称。


三、极佳的电绝缘性


    芳纶1313介电常数很低,固有的介电强度使其在高、低、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性,用其制备的绝缘纸耐击穿电压可达到10万伏/mm2,是全球公?#31995;?#26368;佳绝缘材料。


四、杰出的化学稳定性


    芳纶1313的化学结构异常稳定,可耐大多高浓无机酸及其它化学品的腐蚀、抗水解作用和蒸汽腐蚀。


五、优良的机械特性


    芳纶1313是柔性高分子材料,?#36879;?#24230;高伸长特性使之具备与普通纤维相同的可纺性,可用常规纺机加工成各种织物或无纺布,而且耐磨抗撕裂,适用范围十分广泛。


六、超强的耐辐射性


    [1]芳纶1313耐α、β、χ射线以及紫外光线辐射的性能十分优异。用50Kv的χ射线辐射100小?#20445;?#20854;纤维强度仍保持原来的73%,而此时的涤纶则早已成了粉末。


    独特而稳定的化学结构赋予芳纶1313诸多优异性能,通过对这些特性?#21491;?#32508;合利用,一系?#34892;?#20135;品不?#31995;?#24320;发出来,在安全防护、高过滤、电气绝缘、结构材?#31995;?#39046;域的应用越来越广,普及程度越来越高,已成为军事、产业、科技等许多领域不可或缺的重要基础材料。


2、芳纶的被破坏


    由于芳纶的优异性能,在通用类高温蒸汽密封领域得到广泛应用。在超音速汽爆设备的研发过程中,也曾采用芳纶用于在超音速高温蒸汽流(220摄氏度)与物料中砂石等硬物经过的密封上。


    在试验中发现,芳纶经超音速爆破后,其表面形状尺寸未发生变化,但其强度不足等截面棉线的24%。这是迄今为止唯一能将芳纶在其工作温度范围内将其破坏的方式。


    在试验中发现,耐高温的氟橡胶、硅橡胶、石棉板、经超音速爆破后,其表面形状尺寸未发生变化,但表面毛糙,呈不规则断开。


    以上这些变化在热喷?#35834;?#29190;发速度低于音速的伪汽爆设备上是没有的。

 

3、芳纶的被破坏物理学意义



    芳纶及各种高分子都是由多种单物?#39318;?#25104;的聚合体,均可含水,它们在饱和水蒸气工况下,内外压差?#33014;狻?#22312;超音速爆发过程中,其组织内部的高温饱和水蒸气在0.00875秒内与大气压?#33014;猓?#22312;?#33014;?#36807;程中将其纤维组织在分子层面破坏,将聚合体变为独立联合体。聚合体变为独联体后,其?#32570;?#38754;积、亲水指数均发生了很大的变化。(其电镜照片见:张百?#30002;擰?#29983;物能源技术与工程化》)。


    若如此强大的芳纶纤维都可以被破坏,那么如橡胶、植物、等在自然界一切能含水的聚合体物质,无一例外的可在超音速汽爆过程中形成分子层面的破坏。


    经试验对比,在伪汽爆条件下,对芳纶不产生破坏;对其结构、?#32570;?#38754;积、亲水指数没有丝毫影响。


4、芳纶被破坏的市场应用意义


    在这种破坏力下,经超音速汽爆各类植物均不再漂浮在水的表面,人们利用这种变化,完成快速打开纤维素与木质素的包裹,可任意比例与水共融,不再漂浮在液面。在厌氧发酵过程中48小时即可将此前认为不可发酵的木质素与纤维素发酵完毕,形成生物质—天然气的工业转化。从而提高发酵中的传质速度,明显的缩短发酵时间及发酵设备的占用时间,这?#36234;?#32422;设备成本及发酵效率起着至关重要的作用。这在热喷放的伪汽爆中所不能实现。


    在这种破坏力下,经超音速汽爆各类城市生活垃圾、制药厂的药渣、高度腐败的肉类等具有恶臭的物?#31995;?#19968;切腐败的植物蛋?#23376;?#21160;物蛋白骤变为无味状态,可快速转换为天然气及有机肥或其它有用物质。这些同样在热喷放的伪汽爆中所不能实现。


    在这种破坏力下,经超音速汽爆各类中草药植物可快速完成破壁分解,提取其有用物质。这同样在热喷放的伪汽爆中所不能实现。


    在这种破坏力下,经超音速汽爆各类麻植物,(苎麻、红麻、罗布麻、菠萝麻、香蕉麻)可快速彻底完成脱胶。这同样在热喷放的伪汽爆中所不能实现。


    在这种破坏力下,经超音速汽爆各类花生壳、花生秧、葵花籽壳(盘)、玉米秸、小麦秸、棉花秸等,由于具有浓烈的糊香味及熟?#31995;?#21487;消化性,其营养物质与代谢能均高于紫花苜蓿,可明显提高其肉料比。这同样在热喷放的伪汽爆中所不能实现。

    在这种破坏力,………


 


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